景観水理設計の新機軸としてのCFDポストプロセッシング

Research Project

Project/Area Number	16656149
Research Category	Grant-in-Aid for Exploratory Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	水工水理学
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	後藤仁志京都大学, 工学研究科, 助教授 (40243068)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	細田尚京都大学, 工学研究科, 教授 (10165558)
Project Period (FY)	2004 – 2005
Project Status	Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help	¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000) Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000) Fiscal Year 2004: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Keywords	流水表情 / 落水表情 / 物理CG / レイトレーシング / ポストプロセッシン / 粒子法
Research Abstract	庭園の滝や流水,公園内の水のオブジェなど,都市内には水流を利用した造形が多く見られ,それらの周辺には例外なく憩う人々の姿が見られる.このように都市内の水辺空間は人々に安らぎを与え,都市に潤いをもたらす必須の施設である.水辺は,都市景観の要素であり,いわゆるハイドロスケープデザインの重要性は景観工学的な観点から広く認識されているが,従来の設計では水理学的な側面が重視されず,流水・落水の表情を経験的に予測する方法論が採られてきた.落水・流水が多彩な表情を見せるのは,水と空気の界面としての自由水面の複雑な物理的性質に拠っており,この種の複雑機構を表現する水理学的手法が必ずしも充分に発達していなかった時点では,経験的設計もやむを得なかったであろう. 本研究では,落水・流水表情の構成要素の中から,基本的かつ汎用性の高い要素として,落水の着水時の飛沫の発生および落水の分裂と気泡混入(ジェットブレークアップ)に注目し,水流の物理モデルによって計算された骨格にレイトレーシングによるCGによって描き出したディテールを重ねて,物理的に意味があり,しかも真実味のある落水・流水表情を構成するという課題に取り組んだ.数値流体力学的な観点からのこの種の試みが,景観水理設計上の要求に如何に応えることができるかを明らかにして,将来の合理設計のツールとしての本研究の方法論の検討課題を浮き彫りにすることも本研究の狙いの一つである.本研究で得られた落水CGの作成手法をSPS(サブ粒子スケール)表情モデルと呼び,その構成の詳細と適用例に関して論文に取りまとめて公表した.